Aleksandar Dakić《机电一体化》的杂志主编，同时Aleksandar 也是《机电一体化》杂志的创始人。具有电气工程后台，并正在专业期刊职责多年，他专一于《机电一体化》杂志的核心实质，并胀吹多项创议。

　　尽心打算的扩展板供给了丰盛的功用：SSD、用于 RTC 的不间断电源硬件产品、扬声器和 RS232/485

　　过去,达成工业 HMI 修立曾是少数着名品牌的独家特权。开初显露的是便宜的克隆品,其质料犬牙交错,唯有喜爱者正在自用项目中才会采用。不久之后,墟市上显露了第一批高性价比的优质型号,其功能全体知足最高准绳。但它们的扩充受到了极少范围。虽然墟市不息革故更始,但咱们仍无法深远明白这些 HMI 修立的硬件和软件。

　　直到开源硬件的大玩家们登场。Raspberry Pi 率先证据了自家平台正在工业范畴的利用价钱,以至用它达成了本身工场的节造体系。守旧的 PLC 或工业 PC 的挑选,此刻酿成了 PLC、工业 PC 或 SBC 三者并立。咱们可能正在 2020 年还对 SBC 正在工业中的利用持嫌疑立场,但此刻咱们已无需顾虑,只需思虑一个题目：您是抵赖识到一款搭载 Linux 操作体系的 ARM Cortex-A76 四核 2.4 GHz CPU,装备 4GB（或 8GB）LPDDR4X 内存的平台,可能正在工业历程节造和监测范畴中可以杀青多少做事？假若再加上一个 7 英寸 1024x600 诀别率的触摸 LCD 屏和 RS232/485 接口,那便是咱们此日要评测的 ED-HMI3020-070C HMI 修立。

　　ED-HMI3020-070C 修立以准绳纸箱包装,表表贴有标签,内部用硬质海绵很好地固定。除了显示屏,包装中还附有几个螺丝和金属支架,可以容易地装配到面板上。HMI 修立自身至极紧凑,须要接入准绳的 Raspberry Pi 或其他 5.1VDC/5A 的高质料 USB 电源供电。因为预装了 Raspberry Pi 32 位桌面操作体系,上电后即可直接运用。

　　虽然该显示屏援救 10 点触控,但并未预装虚拟键盘,以是您须要运用物理键盘和鼠标,起码正在初期运用时是这样。

　　咱们的型号采用 7 英寸显示屏,但也有 10.1 英寸屏幕版本。两者功能基础同等,只是 7 英寸屏略亮极少,抵达 400 cd/m2,比照度为 1:800,最高诀别率为 1024×600,而 10.1 英寸屏的诀别率为 1280×800。两款显示屏响合期间都为 30 ms,可视角度均为 85°。

　　有用显示区域尺寸为 154×86 mm,边际有 1.5 cm 宽的玄色边框,无法用于显示实质。这正在工业范畴斗劲普及,但是确实不如当代手机或平板电脑的屏幕计划完美电竞。该显示屏表表硬度为 6H 级,容易被刮花,须要提神偏护。

　　显示屏的背后和周围都由金属表壳偏护,表壳边际有2毫米厚的灰色修饰边框。这种金属表壳不但为显示电子元件供给偏护,正在通常运用中也不会翻开。表壳背后有两个接口连合器,一个用于电源输入,另一个是MIPI DSI 接口硬件产品。

　　正在咱们的样机上,没有看到MIPI CSI接口,该接口凡是只显露正在集成有8MP摄像头的机型上。表壳背后另有Raspberry Pi主板的装配支架,可能用四颗螺丝固定。表壳可能很容易地与显示屏散开,内中是搭载合联电子元件的单板算计机。所有表壳全体由金属造成,侧面有开孔用于气氛流利,但没有装配任何电扇。

　　当咱们考查这个金属表壳时,最引人注意的是上面的大块玄色被动式散热片,上面印有 Edatec 的标识完美电竞。这个散热片全体遮阻住了单板算计机,并通过热界面原料与 CPU、内存和 R1 芯片接触实行散热。

　　表壳上另有效于 MIPI CSI、MIPI DSI 和 PCIe 扁平电缆的接口孔、电池连合器、UART 接口和 PoE 引脚。侧面另有 GPIO 接口,这里用于连合扩展板。因为这个型号的方针利用是工业级 HMI,以是这个 GPIO 接口合键用于连合扩展板的信号。

　　下面的散热片全体遮盖有热界面原料,直接贴合正在 Raspberry Pi 5 主板的底部,酿成夹芯布局。

　　这两块散热片都是通过四颗长螺丝固定正在沿途的。该打算不须要特地的电扇,仰仗绽放情况中的天然对流实行散热。

　　咱们从之前的测试中分明,自正在的气氛流利足以维系打点器正在职责温度边界内,但咱们对这种被动处分计划正在全体紧闭的机箱中呈现奈何觉得嫌疑,由于机箱内另有特地的 SSD。测试结果显示,37 分钟后照旧会显露热量范围,温度平缓上升,最终抵达 80°C。以是,会下降职责时钟频率,以禁止温度一直上升,由于正在紧闭的机箱中,这种温度可以会危及 SSD 和其他电子元件。

　　规矩的职责情况温度边界是 -25°C 到 60°C。咱们是正在 30°C 的情况温度下实行的加热测试。以是咱们倡议遵从HMI表壳上的启齿充塞摈弃机柜内的热气氛。

　　对付须要疾速拜访豪爽数据的利用场景,增补 SSD 驱动器至极首要。这个 SSD 驱动器装配正在机箱的底部,隐蔽正在视线以表硬件产品。因为 SSD 正在职责时天然会发烧,而它又没有与机箱底部接触的热界面层,以是其形成的热量会直接散逸到气氛中,而不会传导到 SBC 主板底部。

　　但是,正在工业情况中是否该当全体表现这种极高的硬件功能,这须要项目团队正在每个现场实行量度。

　　机箱右侧另有一个玄色的塑料盒,内装有一个 4Ω 3W 的扬声器。正在咱们的样品中,正在音频播放历程中,这个扬声器不绝存正在劈啪声。咱们无法确定是硬件质料题目,照旧某些线缆或连合器显露了题目。

　　正在这个扩展板上还焊接了一个以太网供电(PoE)模块,除此以表还供给了以下功用:

　　全盘这些信号接口都引出到了机箱背后。正在扩展板上还增添了一个超等电容(SuperCAP)以及 CR1220 备用电池援救,以确保纵使主机供电断开,及通常钟(RTC)和体系时钟也能连接供电维系宁静。

　　4个指示灯:一个可编程的绿色ACT指示灯硬件产品、一个血色PWR电源指示灯(当HMI开机时亮起)、两个用于可视化UART通讯的绿色COM1和COM2指示灯。

　　ED-HMI3020-070C HMI修立唯有一组RS232/RS485接口,这对付HMI修立的运用仍然足够了完美电竞。假若须要更多的通讯接口和线途,可能思考挑选上海晶珩的 CM4 Industrial 修立,它拥有更多的端口和通讯接口,但没有内置显示屏。

　　之条件到的那些连合器都是通过扩展板达成的。接下来先容的是Raspberry Pi 5主板自身的连合器:

　　正在Raspberry Pi 5主板的另一侧,有两个micro HDMI接口和一个USB-C电源接口。micro HDMI接口可能输出4K 60Hz的高清视频,以是可能连合两个大尺寸的讯息显示屏,可能正在这两个4K屏上孤独显示桌面或者分屏显示。但是micro HDMI接口的物理布局斗劲柔弱,且排布也斗劲紧凑,这正在实质运用中可以会带来极少未便。

　　紧挨着microSD卡槽,另有一个用于开/合按钮的启齿。这个按钮毕竟正在Raspberry Pi 5型号上集成到主板上了,须要运用尖头物品本领触发,避免了无意触发的题目。

　　正在工业情况中,修立必需准确接地,这一点上海晶珩正在打算这款HMI修立时是仍然思考到的。他们正在金属表壳上特意打算了一个接地触点,这有用途分了静电题目,确保了这款触摸屏HMI修立的牢靠性和安然性。

　　这款HMI修立的中枢是基于Raspberry Pi 5单板算计机。以是,预装的操作体系该当是Raspberry Pi OS,可能挑选32位或64位版本,桌面或供职器版本。

　　但是,正在装配原版Raspberry Pi OS之后,还须要特地增添驱动轨范,以援救HMI修立扩展卡的全盘功用完美电竞。这个定造历程可能通过上海晶珩的网站上供给的周密证明和剧原本杀青。

　　运用官方的Raspberry Pi OS有两大好处:一是能确保体系永远维系最新,二是可能充塞诈欺为Raspberry Pi打算的豪爽利用轨范和软件包。32位版本还能向后兼容更多旧版利用轨范。

　　正在工业利用方面,除了可能编写自界说利用轨范以表,还可能运用极少良好的付费和免费软件包。FUXA是一款开源的SCADA体系,至极适合正在这个平台上运用。

　　还该当思考运用openPLC行动SBC节造软件包,用于编写准绳的梯形图轨范,以及Node-RED这个低代码编程器械。

　　正在智能家居范畴,最常用的是Home Assistant Supervised体系,它具有豪爽针对分别搜集修立的现成模块。

　　ED-HMI3020-070C HMI是一款集绽放软硬件于一体的产物,采用了当代SBC时间、壮健的ARM打点器内核,并拥有人为智能神经搜集的利用潜力,为工业节造带来了新的可以。

　　Raspberry Pi平台仍然正在死板和历程主动化范畴获得普及认同和认证。其隽拔的软件援救,从早期开采到现正在维系了很好的向下兼容性,催生了豪爽免费和贸易的管束及可视化器械,成为行业准绳。

　　将工业通讯准绳集成到这个平台上,不但带来了隽拔的功能,还确保了安然性和牢靠性,使其全体融入到临盆历程中。

　　ED-HMI3020-070C HMI产物集绽放、当代、壮健的硬件和软件于一体,为工业主动化范畴供给了全新的处分计划。

　　ED-HMI3020-070C HMI修立的价钱正在200美元到300美元之间,凭据内存容量、集成SSD的巨细以及触摸屏尺寸的分别而有所分别。与同类产物比拟,其功能和牢靠性显着更优。

　　这个硬件平台获得了开源社区和贸易临盆商的普及援救。例如 CODESYS 供给的Codesys control for Raspberry Pi软件,使这个平台与守旧的工业主动化和历程节造硬件产物比拟肩。

　　除了工业主动化,这种基于Raspberry Pi的HMI修立也普及利用于智能兴办、精准农业、监测和检测等范畴,以及嵌入式和周围算计处分计划。

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